Данный материал был собран в процессе выбора программных средств для автоматизации конкретного предприятия. Мы предлагаем для публикации лишь те аспекты, которые, как нам кажется, могут быть интересны и полезны для широкого круга читателей.
Возможность самостоятельно выбирать средства автоматизации у нашего предприятия появилась не так давно. До этого мы получали сверху уже готовые решения, принятые, видимо, по каким то специальным соображениям. Скорее всего, именно в связи с этим, они при всей своей красоте так и не принесли желаемого результата. В этот раз мы выбирали систему для работы.
Число критериев для выбора подходящего программного обеспечения в принципе может быть сколь угодно большим. Чем больше подразделений и специалистов участвуют в принятии решения, тем больше требований к продукту. С одной строны пропустить решение через частокол разнородных мнений полезно, но в гуще частных задач могут затеряться ключевые моменты, которые действительно являются определяющими успех автоматизации.
Поэтому давайте вначале отсортируем главные критерии, а уже потом перейдем к выбору. Чего же мы все ожидаем от внедрения САПР?
В первую очередь это улучшение экономических показателей деятельности предприятия. Это и сокращение затрат и сроков на проектирование и подготовку производства, и повышение качества выпускаемой продукции.
Другой немаловажный аспект - привлечение и закрепление кадров за cчет современной культуры проектирования и производства, которую несет в себе автоматизация на базе программно-аппаратных комплексов. Эта черта свойственна практически всем современным системам, поэтому проводить какой либо анализ на эту тему смысла не имеет. Есть, правда, небольшие нюансы, связанные с престижностью владения тем или иным программным продуктом, но это уже, как говорится, из другой оперы.
Итак, показатели эффективности. Начнем с сокращения сроков на проектирование и подготовку производства. Они напрямую влияют на расходы и, самое главное, на маневренность в условиях переменного спроса на продукцию.
Первое, за счет чего позволяют экономить время САПР - обмен и хранение данных в виде электронных документов. Это общее свойство компьютерных технологий и не является прерогативой какой-либо системы.
Но важнейшим критерием при выборе САПР является вопрос о всеядности системы. Насколько широк кругозор системы в части приема-передачи данных в признанных стандартах и протоколах, каков уровень интерфейсной части системы - все это определяет, в конечном счете, будете ли вы иметь связь с остальным миром или только крутиться в собственном огороде.
Единственный способ понять качество интерфейсов импорта/экспорта - опытная эксплуатация системы. Многие компании предоставляют подобный вид услуг бесплатно или за некую условную плату до принятия решения о покупке. Если есть такая возможность, то получив систему, в первую очередь следует заняться именно этим.
Что бы провести тестирование необходимо иметь набор файлов в различных форматах (DXF,IGES,STEP,SAT...) записанные другими системами. При этом предварительно стоит проверить, читает ли та или иная система то, что сама записала.
Если по каким-то причинам Вы получили от эксперимента отрицательный результат, обязательно сообщите об этом поставщику, вполне возможно, что Вам порекомендуют изменить настройки конверторов и это решит проблему.
При заключении договора на опытно-промышленную эксплуатацию (ОПЭ) постарайтесь сразу оговорить наличие в поставке штатных конверторов, так как нередко системы передаются на опытную эксплуатацию в урезанном виде.
Цены на отдельные конверторы колеблются в пределах 1000-10000$, поэтому лучше всего их покупать в составе системы, обычно это бывает в два-три раза дешевле.
Несколько слов о, так называемых, прямых интерфейсах. С виду прямая передача данных кажется очень заманчивой возможностью. Она означает непосредственное чтение одной системой внутренних структур другой системы. Но на то эти структуры и внутренние, чтобы их постоянно изменять и модифицировать для развития продукта.
Это право за собой оставляют все без исключения разработчики, и при этом они совсем не обязаны публиковать изменения, чего, в общем-то, никогда и не делают. Потому прямой интерфейс, если и возможен, то только между двумя конкретными версиями (релизами). Стандарты же обмена данными - структуры более стабильные и надежные, а потому конвертирование является наиболее распространенным видом обмена.
Следующая возможность экономия времени - автоматизация оформления конструкторской чертежной документации. Если рассмотреть отдельно взятое КБ, то этот процесс объективно заметен, но он все же ощутимо меньше, чем время проектирования, конструирования, геометрической увязки и согласования с другими службами. В общем же цикле подготовки производства сокращение времени на оформление чертежей практически не заметно.
Систем, обеспечивающих компьютерное черчение на рынке примерно столько же, сколько типов карандашей. Их цена колеблется от 100 до 3000 долларов. Принципиальных различий, в общем-то, при этом не наблюдается. Все они сегодня поддерживают отечественные стандарты и вполне пригодны для использования.
Автоматизация проектирования и конструирования за счет систем компьютерного моделирования позволяет не только сокращать время, но и повышать качество продукции. Это происходит в первую очередь за счет математически точных расчетов (до 10-6 мм), которые ведет система при построении геометрии. Объемное моделирование позволяет решать многие задачи, которые до этого решались чисто условно, и их окончательное решение происходило только в результате создания материальной модели или опытного образца.
Применение на практике систем моделирования дает ощутимые результаты по времени и качеству. В том случае, когда моделирующая система соединена в единую цепочку с модулем проектирования управляющих программ для станков с ЧПУ, сокращение сроков подготовки производства становится просто фантастическим !
Системы (модули) объемного моделирования сегодня находятся в диапазоне цен от 2000$ до 9000$ для систем среднего уровня.
На что следует обратить внимание при выборе моделирующей системы ?
Многое зависит от вида продукции. Если это изделия, которые не имеют обводообразующих поверхностей, то вполне можно обойтись системой твердотельного моделирования. Если таковые есть, то без поверхностного моделирования будет туго. Лучше всего иметь гибридное моделирование, которое рано или поздно пригодится.
Еще один аспект. Если предполагается, что моделирующая система будет работать в связке с ЧПУ, то обратите пристальное внимание на возможности по моделированию деталей. Дело в том, что создание объемных сборок еще не означает, что вы сможете исполнить модель детали со всеми необходимыми нюансами. Скажем откровенно, что некоторые из рассмотренных нами систем оказались просто пустышками в плане детальной проработки.
Моделирующую систему надо обязательно брать на ОПЭ, только так можно понять, подойдет ли она для конкретных задач. Надо только помнить, что объемное моделирование требует определенной подготовки, причем для конкретной системы. Поэтому пусть Ваши специалисты пройдут хотя бы краткий курс молодого бойца, и лучше всего непосредственно у представителей компании. Простым тыканием в кнопки в этих системах оценить что-либо невозможно. Скорее всего Вы получите результат с точностью до наоборот.
И еще, проверьте погрешность получаемых результатов, если она будет хуже 10-5 мм, то знайте - эта система только для создания картинок, но никак не для серьезной работы.
Многие системы моделирования имеют в своем составе модуль создания чертежей по объемной модели. Он в какой то мере закроет часть работ по оформлению чертежей, но, как говорится, не на все сто. Кое-что придется дочерчивать вручную, используя методы компьютерного черчения.
Автоматизация работ с архивами и проектами не столько сокращает время, сколько вносит некоторый порядок в хаос электронных документов. Именно электронных, а не любых, поэтому здесь рассчитывать на автоматическое приведение в порядок работы предприятия в целом нельзя. Более того, моду в этом плане задают и будут задавать системы управления предприятием, так что от САПРов управление архивами следует ожидать лишь в разумной степени - в рамках группы, отдела, КБ и не более того. А вот интерфейс с системой управления предприятием у них должен быть. Но это уже история скорее про АСУ...
Вернемся снова к автоматизации оформления документов, но уже технологических. Для техбюро это существенный этап, очень рутинный и длительный. Но в отличие от конструкторского творчества, он может быть автоматизирован в большей мере, потому что его можно представить в виде последовательности типовых действий.
Систем, автоматизирующих процесс оформления техпроцессов и другой технологической документации на рынке немного. Цена колеблется в пределах 1000-3000$ за одно рабочее место.
Первое, на что следует обратить внимание - на поддержку выходных форм в соответствии с ЕСТД. Для начала иногда этого бывает достаточно. Также стоит оценить трудоемкость первичной настройки системы (изменение наименования предприятия, фамилий сотрудников, состава выходных документов и др.). Большую роль играет наполненность внутренних баз данных информацией о режущем, мерительном и вспомогательном инструменте, оборудовании, материале и другой нормативно-справочной информацией.
В случае, когда формы выполнения документации на вашем предприятии имеют отличия от стандартных, неизбежен этап адаптации системы к этим формам и процессам. Начинать это делать самостоятельно довольно сложно. Поэтому лучше всего в договор на ОПЭ включить не только обучение специалистов, но и совместную адаптацию к нескольким (2-3) конкретным процессам. Зачастую этого достаточно для того, чтобы стартовать.
Обращайте особое внимание на то, чтобы система после настройки выполняла документы в четком соответствии с вашими требованиями. Учтите, что некоторые продукты не имеют гибких возможностей по настройке и, если этот момент упустить, то потом работа с системой будет сильно ограничена.
Когда адаптация завершена, дальнейшая эксплуатация, как правило, не вызывает каких-либо затруднений и сокращает время разработки техпроцессов в разы.
Теперь о подготовке программ для станков с ЧПУ. Начнем с двух самых важных аспектов.
Первое - работа с данными. Если система является интегрированным CAD/CAM продуктом, то считайте, что Вам крупно повезло. В этом случае разработчики гарантируют стопроцентное взаимопонимание между тем, что смоделировано и тем, что будет обработано. Степень интеграции легко проверить на примере детали простейшей конфигурации. Сделайте обработку, внесите изменения в геометрию детали и посчитайте, сколько нужно сделать действий и потратить времени, чтобы получить новую траекторию обработки. Чем меньше возни - тем выше степень интеграции, и тем больше времени и денег будет сэкономлено в будущем.
Если рассматриваемая система является отдельно стоящим продуктом, то увы, придется заняться изучением его интерфейсов (см. выше) и средств лечения импортированных моделей.
Второе - механизм адаптации к станочному парку - постпроцессирование. Без этой составляющей продолжение игры с ЧПУ лишено всякого смысла. Очень важно получать на выходе не просто траекторию или CL- дату, а 100% работающую управляющую программу, желательно в том виде, в котором ее привыкли видеть Ваши наладчики. Для начала определитесь, займетесь ли Вы сами созданием постпроцессоров или будете их заказывать поставщику системы или стороннему разработчику.
Стоимость разработки постпроцессора может колебаться в пределах 500-15000$, что порой сопоставимо со стоимостью самой системы. Поэтому особое внимание следует уделять имеющимся средствам создания и отладки постпроцессоров, используя которые Вы можете значительно сэкономить. В нормальных условиях, за время ОПЭ, специалист среднего уровня должен суметь подготовить 2-3 постпроцессора. Если система комплектуется библиотеками постпроцессоров, и среди них можно найти аналог, то задача упрощается. При изучении системы обратите внимание на количество предлагаемых типовых методов обработки, набор поддерживаемых типов инструментов, возможность расчета режимов резанья и формирования сопутствующий документации (ведомость оснастки, карт наладки) - это все Вам упростит жизнь в будущем.
Кроме высокоуровневых способов программирования оцените возможности работы на уровне элементарных перемещений/макропроцедур. Сколь бы мощной не была система, предусмотреть всего невозможно и способы ручной доводки будут всегда кстати.
После рассмотрения общих вопросов проверим функциональные возможности системы. Лучший способ это сделать - довести до станка и даже изготовить опытный образец детали, характерной для Вашего производства. Процесс этот реально покажет, насколько пригодна система для решения конкретных задач.
Обязательно проверьте качество и точность деталей, полученных после обработки. Отличия не должны превышать заданных Вами величин.
Кстати, выясните у разработчиков, с каким внутренним представлением моделей работает система. Если для расчета траектории используется механизм линейной или плоской аппроксимации (триангуляции, например), то от использования подобного программного продукта лучше отказаться сразу. Впрочем, иногда это можно проверить и самим, не доводя процесс до изготовления. Первый признак - если при обработке гладких криволинейных поверхностей в траектории движения инструмента наблюдаются мелкие пилообразные изломы. Правда, применение разного рода сглаживателей может затушевать картину, которая на деле, скорее всего, приведет к браку.
Ну и конечно же надо проверить средства контроля качества, включенные в систему. Очень полезные инструменты эти визуализаторы обработки и анализаторы столкновений и зарезов. Не лишним окажется и возможность сравнения исходной модели с виртуально полученной деталью как разницы двух моделей. Чем больше средств контроля, тем меньше опасность ошибки.
Цена систем (модулей) для механообработки в среднем колеблется в пределе 2000 $ - 25000 $. Большинство отечественных продуктов имеют более низкую цену при примерно равном качестве в сравнении с зарубежными аналогами. Причем разница цен может быть в два - пять раз. Еще раз подчеркну, при равном, а иногда и более высоком качестве отечественных систем.
Другое дело, что разброс качества между различными отечественными системами при почти равной цене оказывается иногда крайне несоразмерным. Причем в одной корзине может оказаться и высоко профессиональный продукт и, грубо говоря, ученическая система. Воистину чудеса в решете!
Ключом к успеху автоматизации является поддержка со стороны поставщика. Чем дальше применение САПР уходит от простого черчения, там выше ответственнось за работу системы. А это значит, что без постоянной страховки со стороны разработчиков и поставщиков никак не обойтись, особенно в вопросах моделирования и программирования станков с ЧПУ.
Поэтому совет: в процессе ОПЭ не следует скромничать. Звоните и шлите мейлы и файлы поставщику. Или просто наведайтесь в гости. Пусть он объясняет, что и как необходимо сделать, чтобы добиться нужного результата. Тем самым будет проверена прямая и обратная связь, которая в будущем будет спасательным кругом.
Выбирая примеры для ОПЭ, старайтесь не использовать закрытую информацию, ведь вполне возможно придется отсылать ее поставщику для анализа.
Не следует, правда, забывать почитать документацию и хелпы, которые сопровождают систему. Вполне возможно, что там Вы найдете соответствующие решения.
Еще один критерий выбора системы - посмотреть кто, чем и для чего пользуется на других предприятиях. Только к этому надо подойти очень ответственно. То, что на каком-либо авторитетном для Вас предприятии стоит такая-то система, еще ни о чем не говорит. Решения иногда принимаются по самым разным причинам. Поэтому для четкой картины следует пообщаться с непосредственными пользователями и их начальниками. И это должна быть не минутная встреча. Если есть возможность, зайдите и в другие подразделения. Задайте, кстати, вопрос о том, как принималось решение и какие планы на дальнейшую автоматизацию. В общем, многие методы Максим Максимыча Исаева помогут внести ясность. Помните, что причин скрывать от Вас истинную картину может быть немало.
Доводилось слышать бравурные доклады об успехах применения всемирно известных супер-продуктов, а потом в частной беседе мы узнавали, что для дела-то они используют совсем другую систему, но руководитель про это говорить запретил !
Именно поэтому данный критерий выбора можно назвать косвенным вдвойне. Хотя он может быть пригоден для предварительного определения круга рассматриваемых систем.
При выборе системы Вы наверняка столкнетесь с субъективным фактором. Конечно, к заявлениям отдельных сотрудников типа "а мне нравится" или "а мне не нравится" стоит прислушиваться. Но всегда следует их сверять с основными критериями выбора. Сами понимаете - голос одного или нескольких исполнителей это еще не звучание хора. И от того, что кому-то будет легче петь, качество исполнения не улучшится.
Итак, наиболее надежным способом выбора является опытно-промышленная эксплуатация системы с получением конкретных результатов на характерных примерах. Для этого процесс ОПЭ должен быть правильно организован, включать в себя обучение и обязательно ответственность исполнителей, а также тесный контакт с поставщиком.
Любые другие способы выбора систем, по нашему мнению, являются либо менее объективными, либо выходят за рамки технических и технико-экономических вопросов.
автор статьи: Островский Валерий Моисеевич, Начальник бюро ИАСУ ФГУП "Калужский завод радиотехнической аппаратуры"